今天，国家航天局发布我国首次火星探测天问一号任务探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像。图像中，着陆平台和“祝融号”火星车的驶离坡道，太阳翼、天线等机构展开正常到位。5月15日7时18分，天问一号探测器的着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。
中国航天器首次奔赴火星，就“毫发未损”地顺利出现在遥远的红色星球上，完成了人类航天史上的一次壮举，实现了我国首次地外行星着陆。
着陆后，“祝融号”火星车成功传回了遥测信号。后续，“祝融号”火星车将依次对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。
自2020年7月23日成功发射以来，“天问一号”已累计飞行296天。在奔赴火星到成功降落的征途中，“天问一号”需要经过：发射段、地火转移段、火星捕获段、火星停泊段、离轨着陆段和科学探测段六个飞行阶段。
其中，离轨着陆是火星探测任务成败的关键。探测器从火星大气层穿越一直到着陆，会经历一段“恐怖9分钟”。世界上现有的40多次火星探测任务中，飞行器能够安全度过这“9分钟”的仅有9次。
世界范围内，中国是继美国之后第二个成功登陆火星的国家。中国“天问一号”与美国“毅力号”所选择的杰泽罗陨石坑着陆点不同，而是选择了乌托邦平原进行着陆。1976年9月3日，美国“维京2号”火星探测器同样也在此平原着陆。
在国外同行眼里，“天问一号”探测器登陆火星时面临的挑战有多大？这一登陆地点对火星科学探索有何重大意义？后续祝融号的科学探测将会带来怎样的火星发现？就此，第一时间专访了美国权威火星专家努尔丁·梅里科奇，揭秘“火星探测密码”。在接受专访时，努尔丁·梅里科奇对“天问一号”成功登陆火星表面表示祝贺，并称，这是“一个美妙、令人激动的、值得欢迎的消息。”
努尔丁·梅里科奇是美国著名的原子、分子和光学物理学家、教育家和发明家，现任马萨诸塞大学罗威尔分校科学学院院长。
根据马萨诸塞大学罗威尔分校官网公布的信息，努尔丁·梅里科奇是美国航天局“火星科学实验室”的成员，参与了美国航天局“好奇号”和“火星2020”（毅力号）两项火星任务，特别是在为分析“好奇号”火星车上的化学相机仪器收集的光谱数据做出了贡献。
毅力号火星车上装载着主要仪器SuperCam将在火星表面上展开实验，目前努尔丁·梅里科奇作为SuperCam科学团队的成员之一参与了激光实验的数据分析。
中宇航联:天问一号落火，此次天问一号成为了继美国之后第二个成功登陆火星的国家，您认为此举意味着什么？
努尔丁·梅里科奇：首先，请允许我祝贺中国“天问一号”和“祝融号”在火星表面成功并安全的着陆。这不仅对中国，而且对人类，特别是对所有科学爱好者来说，都是一个美妙、令人激动的、值得欢迎的消息。在我看来，中国试图将祝融号火星车降落在火星上的这一事实已经是一个成功，因为它意味着祝融号火星车已经到达了火星，准备降落，并希望能安全降落。这不是一项一般的任务，而是一项需要用心“精心策划”的任务。
其次，由于科学不分国界，天问一号搭载着祝融号火星车在火星表面成功着陆将激励其他国家对科学教育和研究进行更多的投资，并最终激励他们计划访问火星或其他行星。我对此不会感到惊讶。此次成功将很有可能激励许多人，特别是在中国的和世界各地的年轻人。我猜想将有更多的年轻人因此对科学和相关的技术职业感兴趣。
第三，我希望此次任务将促进建立许多领域的国家科学合作伙伴关系。国家科学伙伴关系可以帮助世界各地的科学家共同寻找人类的一些最大问题的解决方案，从流行病，到气候变化和荒漠化再到贫困和粮食安全。通过合作，我们可以做得更好、更多。
中宇航联:媒体都在分析登陆火星要经历“恐怖9分钟”，您怎么看待天问一号搭载着祝融号火星车在登陆时面临的挑战？
努尔丁·梅里科奇：可以说，在火星表面成功和安全着陆是很难的。“进入、下降和着陆”这一阶段通常被称为“EDL”,这是任何寻求在火星上登陆的任务中“最短但是可能是最困难的阶段”。火星漫游车上装载的高度复杂的原件，在深空中航行了约3亿公里后，如何“毫发无损”地登陆火星表面这是很大的难题。
第一个关键的挑战与导航有关。到达火星大气层，以便能够在火星的一个特定区域着陆，这需要一个非常准确和精确的导航系统。举例来说，一个微小的时间误差就会导致重大的轨迹错误。
此外，火星探测器将以每小时约20000公里的速度进入火星大气层。它将必须防止各种危险的产生，其中就包括解决因与火星大气层的接触而导致过热的问题。
第四，火星探测器还将不得不在几分钟内，可能不到10分钟的时间内，在一个明确的区域着陆前放慢速度。这不是一项容易的任务，特别是由于火星车如果要安全着陆的话，必须要在比无线电波从火星传播到地球所需的时间还短得多的时间内实施相关的步骤。
中宇航联:一个成功的火星登陆任务，其中“刹车降速”的技术似乎很关键而且更为复杂。以往人类的火星登陆任务中，是如何解决这一问题的呢？
努尔丁·梅里科奇：很显然，尽管每个航天器和着陆点因其特殊性而有所不同，但是任何试图在火星表面着陆的航天器所面临的挑战基本上是相同的。举例来说，美国航天局的好奇号和毅力号，当它们以大约每小时2万公里的速度到达火星大气层顶部的时候，EDL阶段就开始了。然后它在降落到一个相对狭窄的目标区域之前必须放慢速度，而且时间很短，只能持续数分钟。
当航天器进入火星大气层的时候，从每小时数千公里的速度安全地移动到一个复杂的环境中降落，全程只需不到8分钟。因此这需要创新的解决方案，航天器必须防止各种的危险，包括过热。因为当航天器进入火星大气层时，隔热罩外表面的温度达到了2300华氏度（约2030摄氏度）。
此外，仅仅在火星上安全着陆是不够的，降落在一个执行科学任务最有可能成功的区域是很有必要的。（从美国的经验来看）这些解决方案包括了使用新颖的、先进的罩盖和推进系统，以及为火星登陆任务设计的“空中吊车”技术。所有这些都在2021年2月18日由美国航天局EDL的工程师们成功实施。这对美国航天局、对人类、对科学和技术发展来说都是一个巨大的成功。
中宇航联:中国此次计划登陆在火星的乌托邦平原，这也是1976年美国维京2号着陆的同一地点。从您的角度看为什么祝融号选择在这一区域着陆呢？
努尔丁·梅里科奇：我认为中国之所以会选择乌托邦平原，是因为它被评估为是最有可能完成天问一号火星任务科学目标的区域。这些科学目标包括确定登陆点的地质、环境和大气特征，确定其表面存在的岩石和土壤类型，并寻找过去和现在存在的水的迹象。这些都是重要的科学目标。中国的这些科学探索任务很有可能获得新的火星信息。而由于不同的科学小组使用的是不同的仪器探索的是火星的不同区域，因为有可能产生新的重大科学贡献。
而另一个帮助选择火星乌托邦平原作为着陆点的理由是，此前火星勘测轨道器上的HiRISE相机以及对该区域表面进行了成像。这些图像显示，这一地区是平坦的，相对光滑的，而且很有可能被泥流覆盖。选择火星的乌托邦平原地区着陆，再加上祝融号火星车上的分析仪器，将使得中国的祝融号火星探测任务成为一个令人兴奋和“大有前途”的太空探索任务。这项任务的潜在价值是巨大的。不仅因为这样的任务的罕见，而且它将提供关于乌托邦平原表面和次表面的新的重要信息。科学不是一个零和游戏。我预计将祝融号火星车收集到的信息与其他火星太空探索项目贡献的信息相结合，将帮助我们对火星、火星环境、火星大气和火星的可居住性潜力形成更为清晰的认识。
中宇航联:人类义无反顾向4亿公里外的火星派遣探测器、登陆器，我们的目的究竟是什么？
努尔丁·梅里科奇：我个人认为，最激动人心的是寻找火星上最后的生命迹象和人类可居住性潜力。火星是与我们相邻的星球。它的土壤中含有水，它的大气层96%是二氧化碳，氧气非常少只有约0.1%。它的平均表面压力比地球小两个数量级。在一个火星日黎，火星表面温度会发生剧烈变化，可能从-20摄氏度到+80摄氏度。此外，与地球不同，火星没有保护性的磁层，它与稀薄的大气层相结合，意味着火星表面暴露在比地球高得多的宇宙射线和太阳风中。
就人类的可居住性而言，这些都是严重和重大的挑战。此外还要加上我们从地球到火星的旅程的风险。也就是说，这些风险和挑战也为开发新技术带来机会。这些风险是可识别的，是可以用发生的概率和严重程度来衡量的。低于一定的阈值，风险就会被承担。由于火星的大气层很薄，今天的技术无法将人类从火星带回来。因此这是非常重要的科学和技术挑战，必须首先解决。据我所知，解决这种问题的可能性在未来十年内不会发生。简而言之，不要买从地球到火星的“回程票”，至少不要马上买。
说到这里，我认为，随着机器人技术的进步，我们更有可能在人类之前看到更多的机器人登上火星表面。这样更安全。成本更低，而且显然不会使人类的生命受到威胁。
最后，我想补充的是，当人们用科学的方法来寻求问题的答案时，发现的可能性是很大的。这些反过来可以用来开发新技术。太空任务在知识方面产生了巨大的“收益”，激励年轻人去发现、创造和创新，并为许多领域的发展提供了新视角。这可以产生积极的知识、社会和经济影响。我还想说，当你设定一个目标时，无论它多么遥远，能达到这个目标固然是好的，但带领我们达到这个目标的道路也不乏趣味和刺激性。
探测器进入火星大气层后，气囊自动充气，像乒乓球那样在地面上弹……弹……弹……把坠落的冲击力消耗吸收。最后，气囊泄气，完好无损的探测器露出真身，开展工作。2004年，美国“勇气号”火星车就是用这种方式，像个球一样被“扔”上了火星。
但是，气囊弹来弹去，很难实现精准着陆，气囊也有被刺破的风险。
反推发动机点火实现悬停，用绳索将火星车送至地面。该种着陆方式较为复杂，精度高，着陆平稳。探测器进入大气层后，借助反推火箭缓缓下降，把一台火星车慢慢吊运到地面。然后上面的“吊车”部分飞到一边坠毁，结束自己的使命。
2012年在火星表面实现软着陆的“好奇号”火星车是至今质量最大的火星探测器，达960千克。“毅力号”火星车也采用这种着陆方式。
带有缓冲装置的着陆腿，可以吸收探测器着陆时的冲击力，降低那一瞬间的“峰值载荷”。配有着陆腿的探测器，一般还带有反推发动机——通俗地讲，就是一边朝地面喷气，一边小心地探腿落地。这种着陆方式精度最高，可以精确地在预定地点软着陆，在航天探测器中应用最广泛。尤其是大型探测器在月球、火星上着陆，需要释放月球车、火星车，多数都用这样的方式。此前中国的“嫦娥”系列月球探测器，美国阿波罗系列登月飞船，“凤凰号”火星探测器等等，都是用这样的方式着陆。
乌托邦平原（拉丁语：Utopia Planitia），又译作乌托邦低原，为火星上最大的平原，直径3200公里，中央为49.7°N 118°E，位于阿尔及尔平原的对跖点上。根据相关资料，这是一个巨大撞机平原，数十亿年前这里被海洋覆盖。根据探测数据，在乌托邦平原的中心区域，比火星基准高度低7千米。这对火星车着陆很有利，因为地势低，则气压比较高，火星车着陆时受到大气的阻力比较大，有利于软着陆。据称，乌托邦平原拥有一定储量的地下冰层，平原上有间隙冰等地下物质活动的痕迹。中国国家航天局探月与航天工程中心副主任、中国首次火星探测任务新闻发言人刘彤杰此前也曾表示，地质学家说这里很可能是一个古海洋所在地，有可能会取得意想不到的科学成果。
NASA“毅力号”探测器陆位置在火星的杰泽罗陨石坑（Jezero Crater）附近，这个陨石坑位于一片冲积平原上，在过去曾是一个充满水的高原湖泊。杰泽罗陨石坑的形成源自一个大天体撞上了火星，掘出了火星地壳深处的岩石，袒露在陨石坑边缘让我们得以研究。撞击不久之后，这些岩石温度较高，可能曾孕育过温泉，这些泉水中的沉积物将是我们寻找火星上可能存在的古老生物的另一个目标。
布雷德伯里着陆点是好奇号火星车在火星上的着陆点名称。该名称以纪念去世的美国著名科幻作家、《火星纪事》等科幻名著的作者雷·布雷德伯里。
布雷德伯里生于1920年，2012年6月在美国洛杉矶去世。他一生获得过很多荣誉，在好莱坞星光大道上有属于他的一颗星，太空中有以他名字命名的小行星。1950年发表的长篇小说《火星纪事》是布雷德伯里的成名作，奠定了他在科幻小说界的地位。这部作品描述了地球人移民火星，并与“火星人”发生冲突的故事。
古瑟夫陨石坑，是火星南半球赤道附近上的一个撞击坑，直径约170千米，位在175.4°E、14.6°S，以俄国天文学家玛特威·古瑟夫(Matvei Gusev)命名。2004年1月4日美国勇气号火星探测器在古瑟夫陨石坑着陆。所有轨道图像都表明，古瑟夫撞击坑曾经是一个湖，而当2004年“勇气”号登陆古瑟夫坑时，研究人员发现坑底覆盖着一层厚厚的熔岩。
鹰坑是2004年美国火星探测器“机遇号”的着陆点。火星上的岩石携带着几百万年前的火星信息，鹰坑的岩石就疑似有雨水冲刷的痕迹。当地或存在着流动的稳定的水源，而不是一次性的使用水。虽然在2018年时，意大利的航空局才宣布火星南极盖下存在液态水，但美国航天实际上早就已经公布，火星疑似有液态水了。在鹰坑记录了一段时间之后，机遇号决定离开前往忍耐撞击坑，此后又到达了黑暗撞击坑，维多利亚撞击坑等等。
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